【正文】 (10).立式儲槽基礎應在沙墊層上澆混凝土基礎，并與周圍作混凝土保護坡。(8). 下式油池或水池應有防漏措施。(6). 室內(nèi)樓板上的管孔有高度小于 100 mm 的堰。(4). 室內(nèi)地坪標高比室外地坪標高高出 米，如有特殊要求，另行提出。(2). 反應部分建筑物的火災危害性屬于甲類生產(chǎn)。.2?6). 切換冷凝器熱負荷 .???用 40℃導熱油冷卻，使產(chǎn)物的溫度從 200℃→65℃對數(shù)平均溫度： ℃逆 .256ln,??mt換熱面積 ????根據(jù)以上設計結果由《化工容器及設備簡明手冊》查得設備規(guī)格為：換熱管直徑 ，長 2022 mm，公稱直徑為 450 mm，管程為 2。?5). 后冷器 熱負荷 ???以 180℃水為冷卻介質(zhì)，使產(chǎn)物的溫度從 300 ℃降到 200 ℃。??4). 氣體冷卻器熱負荷 ????以 180℃的水為冷卻介質(zhì)，使產(chǎn)物氣體的溫度從 380 ℃降到 300 ℃。??2).鄰二甲苯預熱器 ???? 換熱面積 ??根據(jù)以上計算結果由《化工容器及設備簡明手冊》查得設備規(guī)格為直徑，長度 L 為 3000mm,公稱直徑 DN 為 400mm，管程為 4。????? ??＜④.吊裝時應力校核：按最不利的吊裝條件進行校核： ??hHDgmHhgmWMnini ??????????????22inaxmax ，滿足要求。Pa53103816s????＜②.最大組合軸向拉應力校核： ??PaKs . ????,滿足要求。保溫層選用膨脹珍珠巖制品， ，保溫層高度/294N?? ?????裙 座 高封 頭 高總 高保溫層的質(zhì)量為: ??????gHDDnipni /4023 ???????? ?4).平臺及扶梯質(zhì)量 m4：反應器開 2 個人孔，其中兩個需要設置平臺，由《化工容器及設備簡明手冊》可查得，設計每個平臺呈圓形，寬度 B= m，高度為 1 m，平臺質(zhì)量為qp=150 kg/m2,開式扶梯高度為 10m，質(zhì)量為 qf=20 kg/m。由《化工容器及設備簡明手冊》第 124 頁查得每平方米鋼板質(zhì)量是 。??mWDopt .6818402.. ????取 =700 mm。??mWDopt ?????取 =700 mm。t由于管的結構材料比普通鋼貴的多，所以選擇了低于最小值的最接近標準尺寸，因此對于反應器進料制定了 800 mm 的管口尺寸。t由于管的結構材料比普通鋼貴的多，所以選擇了低于最小值的最接近標準尺寸，因此對于反應器進料制定了 800 mm 的管口尺寸。h40?估計反應器高度為:H=+3+ ?2+ 2+3+= m圓整為 H=11m。設該反應器計算壓力等于設計壓力，焊縫系數(shù) CP=(雙面??t?焊的對接焊縫，全部無損探傷)，塔徑為 m。（4）已知初始數(shù)據(jù)為：z=0, 0,?CBy計算結果列于下表：表 41 層溫度分布計算結果一覽表床層高度 z(m) 床層溫度 (K)bT床層壓力 P(KPa) . 表 41 （續(xù)）層溫度分布計算結果一覽表床層高度 z(m) 床層溫度 (K)bT床層壓力 P(KPa) 第 5 章 反應器機械設計 反應器壁厚的計算：由于苯酐具有中度腐蝕性以及反應的高溫特點，需用 316 型不銹鋼（0Cr17Ni12Mo2,鋼板標準為 4237） 。3916?5?,?OAyy（3）設 PA 收率為 ， 的收率為 ，床層溫度為 ,床層壓力降 P 作為狀By2COCbT態(tài)變量，取床層高度 z 為自變量，則一維平推流數(shù)學模型如下： ??smkghmkgG????22186.)( ①BbBAdy???0 ②CCz ③??????4221 eabeCbBbbP dTKdHT ???? ???????苯酐生成速率： 2OAPK氧氣進口摩爾分率為： 可視為常量。操作壓力（入口） 熔鹽平均溫度,25d,5. matPt?反 應 器 內(nèi) 徑 作為定性溫度 Ta, 。催化劑床層內(nèi)氣體的表觀質(zhì)量流速為mlg。 1） ?????苯 酐 2) OHC346222 21OAPK???????t 2 42其中，P 以 atm 計算。需實 ＞ 反應器床層溫度分布采用一維模型法，認為反應器近似于平推流。h測溫管 8 根。無論采用何種排列方式，最外層管子的管外壁與殼體 內(nèi)壁間的距離不應小于 10mm，本設計取 10mm計算反應器的內(nèi)徑為：D i=63240+32+210=5092mm，圓整為Di=5000mm查得每個弓形區(qū)的布管根數(shù)為 120 根，算的整個弓形區(qū)布管數(shù)為1206=720 根。則催化劑所需要的列管數(shù)為：，取 N=11789 根。溫度變化:200 ℃(g) 73 ℃(g)?73℃(l) 65 ℃(l)，苯酞熔點：73℃ ，相變熱：?苯酞在 200 ℃→65 ℃ 的平均比熱容為 ??KmolJ???38 . ?????QhKJ952所以切換冷凝器放出的總熱量為： 87654321 ????總 hJ608.?切換冷凝器用 40 ℃的導熱油冷卻，導熱油的溫度從 40 ℃→100 ℃，導熱油的平均比熱容為 ,則所需導熱油的質(zhì)量 m 為：Kkg?????. ???m kg459第 4 章 反應器的設計計算 列管數(shù)的計算：已知數(shù)據(jù)：進口催化劑： ，BC239 型催化劑：黃色環(huán)形，環(huán) 狀/252TiOV?外徑 8 mm，內(nèi)徑 5 mm，環(huán)高 6 mm，堆密度為 g/ml，孔隙率 ε=由《化工設計項目設計手冊》 ，此設計采用列管的規(guī)格為 ，?φ 米,催化劑堆積高度為 米。溫度變化:200 ℃(g) ℃?(g) ℃(l) 65 ℃(l)，苯酐熔點：℃ ，相變熱：??苯酐在 200 ℃→65 ℃ 的平均比熱容為 ??molJ???36 ?????QhKJ5737）溫度從 200 ℃→65 ℃，苯甲酸發(fā)生了相變。平均溫度為 T= ℃1）水發(fā)生相變，其沸點是 100 ℃，溫度變化:200 ℃(g) 100 ℃(g)?100℃(l) 65℃(l)?汽化潛熱為 ，200 ℃→100 ℃ 平均比熱容為 。 1) 空氣預熱器 冷介質(zhì):空氣 25 ℃ — 170 ℃ 平均溫度: ℃ 用 180 ℃、1 MP 的飽和水蒸汽進行預熱，水的汽化熱為 kJ/mol 空氣在平均溫度 ℃下的比熱容由內(nèi)插法計算求得 50℃空氣的比熱容為 )/(? 100℃空氣的比熱容為 6 ℃下的比熱容為 )/(? 根據(jù)物料衡算可知： monAir14.? 預熱空氣所需的熱量為: )25170(.???TCQphkJ/?? 則所需飽和水蒸汽的物質(zhì)的量： ? 則飽和水蒸汽的質(zhì)量： kgm/2) 鄰二甲苯預熱器的能量衡算 冷介質(zhì): 鄰二甲苯 25 ℃ 140 ℃ 平均溫度: ℃? 用 180 ℃、1MP 的飽和水蒸汽進行預熱， 水蒸汽的汽化熱為 kJ/mol 鄰二甲苯在平均溫度: ℃下的比熱容由內(nèi)插法計算求得 80 ℃鄰二甲苯 的比熱容為 )/(? 100 ℃空氣的比熱容為 32k ℃下的比熱容為 )/(?hkJTnCQpm /??????則所需飽和水蒸汽的物質(zhì)的量 hkmolHQn / ??則飽和水蒸汽的質(zhì)量 hkgm/?3) 鄰二甲苯汽化器的能量衡算 冷介質(zhì)：鄰二甲苯 140 ℃ ℃ 170 ℃? ℃時鄰二甲苯的汽化熱為 )/(?140 ℃鄰二甲苯的比熱容為 )/(? ℃鄰二甲苯的比熱容為 0J ℃ 170 ℃的平均溫度為 ℃170 ℃鄰二甲苯的比熱容為 )/(?℃鄰二甲苯的比熱容為 20J21TnCHTnCQpmpm????.)140.( ?????hkJ/1062. ).7(.???則所需飽和水蒸汽的物質(zhì)的量為： hkmoln/?? 則需飽和水蒸汽的總量為: 21?? 對反應器的能量衡算根據(jù)能量守恒定律: 損 失移 出帶 出反 應帶 入 ???反應器進口溫度為 170℃ 反應時的溫度為 380℃1) 原料氣帶入的熱量 輸入的原料氣的溫度為 170℃ 查《化學化工物性數(shù)據(jù)手冊》得進料氣體的物性數(shù)據(jù)列于下表：表 31 料氣體物性數(shù)據(jù)表進料氣體 物質(zhì)的量 kmol各溫度下的比熱 kmolJ?/150 ℃ 200 ℃鄰二甲苯 100 ℃ 200 ℃空氣 根據(jù)表 31 由內(nèi)插法 求得：???鄰 二鄰 二 C170 ℃時鄰二甲苯的比熱 kmolJ?/ 二再由內(nèi)插法 ?空 氣空 氣170 ℃時空氣的比熱 kolJC??/ 氣則隨物料進入設備的熱量計算如下： hkJTnQpm /102.)170(??????鄰 二 甲 苯hkJTnCQpm /)10(??????空 氣 空 氣鄰 二 甲 苯帶 入 ?.?9462) 反應放出的熱量380 ℃時的反應方程式為：主反應： molkJOHCOH/132323482108 ???副反應： 505. lkJ/8742682108 molCOHCOH/.1327???lkJ/?生成苯酐時放出的熱量： ??QhkJ/?生成順酐時放出的熱量： 122 162生成苯甲酸時放出的熱量： 7..3 kJ/?生成苯酞時放出的熱量： 08414??Qh0954?生成 及其物質(zhì)時放出的熱量：???反 應 54767 . ????hkJ/63) 損失的熱量 總損失的熱量為帶入和放出熱量的 5%%5???）（ 反 應帶 入損 失 Q ）（ hkJ/1036.??4）輸出的熱量：產(chǎn)物出反應器的溫度為 380℃表 32 出口氣體數(shù)據(jù)表不同溫度下的比熱容 KmolJ?/內(nèi)差后比熱 olJ?/物料種類 物質(zhì)的量 kmol327℃ 387℃ 380℃苯酐 順酐 二氧化碳 氧氣 水 氮氣 苯甲酸 苯酞 雜質(zhì) 由表 32 中的數(shù)據(jù)可計算得出：出口處反應產(chǎn)物帶出的熱量 以 0 ℃為基準溫度 hkJTnCQpm /)30(??????苯 酐 413順 酐 p /4.)( 甲 酸 hkJTnm ?????苯 酞 CQpO /9.)30(?720hkJTnpmH /10.)( ?????N 893085所以出口處反應物帶出的熱量: 2222 NOHCOQ???苯 酞苯 甲 酸順 酐苯 酐輸 出 hkJ/??熔鹽移出的熱量為： 損 失輸 出反 應帶 入移 出 ? 6676 ???? hkJ/? 鹽冷器的能量衡算熱介質(zhì)：熔鹽 370℃ 380℃ 在此設備中物料無相變化? 平均溫度下的比熱為 kgJ?/61. 分子量為： kmolg/ /, ?????熔 移 出熔 鹽所需水蒸汽的量的計算：用 180℃的水進行冷卻 180℃的水汽化潛熱為 molkJ/ ????水 htkgm/25/ 汽體冷卻器的能量衡算熱介質(zhì)：380 ℃ 300 ℃ 平均溫度為 340 ℃?表 33 有機物物性數(shù)據(jù)表不同溫度下的比熱容 KmolJ?/ 內(nèi)差后比熱 KmolJ?/物料種類物質(zhì)的量 kln/327℃ 377℃ 340℃苯酐 順酐 苯甲酸 苯酞 雜質(zhì) 表 34 無機物物性數(shù)據(jù)表不同溫度下的比熱容 KmolJ?/ 內(nèi)差后比熱 KmolJ?/物料種類 物質(zhì)的量 kmoln/300℃ 400℃ 340℃二氧化碳 氧氣 水 氮氣 ??hkJQ/?????苯 酐 4613順 酐 /9..70. 5苯 甲 酸 ??hkJ10303842?????苯 酞 QCO /..352 670氧 氣 ??hkJ/..1 5?????水 426135氮 氣所以出口處反應物放出的熱量: 2222 NOHCOQ???苯 酞苯 甲 酸順 酐苯 酐出 口 hkJ/??用 180℃的水進行冷卻，水蒸汽的汽化熱為 所需水量： hkmolholn /??? 后冷器的能量衡算熱介質(zhì)：反應氣 300 ℃ 200 ℃ ?階段苯此酐，順酐，苯甲酸，苯酞均發(fā)生了相變。即液化的苯酐量為 %??那么節(jié)點④物料衡算苯酐 kg6.%)(?順酐 3151??苯甲酸 ).(.苯酞 g27842?表 26 點④物料衡算結果節(jié)點 苯酐 氮氣 氧氣 水 二氧化碳 順酐 苯甲酸 苯酞 總計④ 65) 對節(jié)點 ⑤的物料衡算苯酐 %.??順酐 1苯甲酸 k9..7.苯酞 g4842??表 27 點⑤物料衡算結果節(jié)點 苯酐 氮氣 氧氣 水 二氧化碳 　順酐 苯甲酸 苯酞 總計⑤ － － －